(57)【要約】  【課題】  溶解装置の省略と排水設備面積の縮小を行い、設備投資計画の低減を図り、更にケーキ含水率の低下を目的として高濃度液状タイプ凝集剤を排水、特に有機汚泥に製品濃度の状態で添加する処理方法を提供することにある。  【解決手段】  油中水型エマルジョンが（ａ）低分子量カチオン性水溶性高分子と（ｂ）高分子量アニオン性水溶性高分子との混合物からなる油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水することによって達成できる。【選択図】    なし     【特許請求の範囲】
【請求項１】
油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水する場合、前記油中水型エマルジョンが（ａ）低分子量カチオン性水溶性高分子と（ｂ）高分子量アニオン性水溶性高分子との混合物からなることを特徴とする有機汚泥の脱水方法。
【請求項２】
前記油中水型エマルジョンが、下記組成（Ａ）あるいは（Ｂ）の単量体混合物と水に非混和性の有機液体を低ＨＬＢ（親水性親油性バランス）界面活性剤を用い有機液体を連続相、水溶性単量体水溶液を分散相となるよう乳化し重合した後、高ＨＬＢ界面活性剤を添加して製造したものであることを特徴とする請求項１に記載の有機汚泥の脱水方法。
（ａ）低分子量カチオン性水溶性高分子が、下記一般式（１）及び／又は（２）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ａ）を重合したもの。
（ｂ）高分子量アニオン性水溶性高分子が下記一般式（３）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ｂ）を重合したもの。
【化１】
2005177668.tif 000009
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化２】
2005177668.tif 000010
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす
【化３】
2005177668.tif 000011
一般式（３）
Ｒ８は水素、メチル基またはＣＨ２ＣＯＯＹ２、ＱはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、
ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素またはＣＯＯＹ３、Ｙ１、Ｙ２及びＹ３は水素または陽イオン
【請求項３】
前記油中水型エマルジョンが、下記組成（Ａ）あるいは（Ｂ）の単量体混合物と水に非混和性の有機液体を高ＨＬＢ（親水性親油性バランス）界面活性剤を用い有機液体を連続相、水溶性単量体水溶液を分散相となるよう乳化した後重合し製造したものであることを特徴とする請求項１に記載の有機汚泥の脱水方法。
（ａ）低分子量カチオン性水溶性高分子が、前記一般式（１）及び／又は（２）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ａ）を重合したもの。
（ｂ）高分子量アニオン性水溶性高分子が前記一般式（３）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ｂ）を重合したもの。
【請求項４】
前記低ＨＬＢ界面活性剤及び前記高ＨＬＢ界面活性剤が、それぞれ２〜８及び１１〜２０のＨＬＢを有することを特徴とする請求項２あるいは３に記載の有機汚泥の脱水方法。
【請求項５】
前記低分子量カチオン性水溶性高分子と高分子量アニオン性水溶性高分子の分子量が、それぞれ１万〜１００万及び５００万〜２０００万であることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機汚泥の脱水方法。
【請求項６】
前記油中水型エマルジョンの２５℃における粘度が、５０〜３，０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機汚泥の脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機汚泥の脱水方法に関するものであり、詳しくは油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水する場合、前記油中水型エマルジョンが低分子量カチオン性水溶性高分子と高分子量アニオン性水溶性高分子との混合物からなることを特徴とする有機汚泥の脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子凝集剤は、廃水処理薬剤や製紙用添加剤として広範囲に使用され、既に工業的になくてはならない薬剤となっている。前記高分子凝集剤は、水溶性高分子物質から構成されているので水に溶解すると高粘性溶液となり、従来、濃度を０．０５〜０．３重量％程度に希釈して排水や汚泥に添加してきた。そのため高粘性液体を攪拌するための特別な溶解装置が必用であり、その設置場所も必用になり設備投資計画に一定の負担を強いているのが現状である。
【０００３】
この高分子凝集剤は、粉末製品が主流であるが、溶解時間が短縮可能などメリットとして油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散重合品も並行して発展している。この二つのタイプはパイプライン中で溶解可能など使用方法において工夫が残されていると推定され、今後まだ発展の余地がある。塩水中分散重合品の原液添加法は、特許文献１に開示されている。すなわち、任意形態からなるカチオン性高分子凝集剤希釈水溶液添加後、塩水中分散重合品アニオン性水溶性高分子を原液あるいは分散液の状態で添加し、有機汚泥の脱水を行なう処方である。一方、油中水型エマルジョン製品は、重合後親水性界面活性剤を添加し、水への分散性を高めてあるが、多量に添加すると水溶性高分子水への溶解性は向上するが製品の安定性は低下するため添加量を制限してある。そのためこの製品を原液の状態で添加しても汚泥中への溶解、分散が悪く効率的な処理はできない。これに関連した処方は、特許文献２に開示されている。すなわち、スクリュープレス型脱水機により汚泥脱水する場合、油中水型エマルジョン製品あるいは塩水中分散重合品をそのまま、あるいは未溶解粒子の存在する水溶液で汚泥に添加し、脱水機のスクリューにより汚泥と未溶解粒子を混錬し、その溶解により再凝集を行い凝集フロックの高密度化を意図した処方である。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７７０９４号公報
【特許文献２】特開平０７−０３１９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、溶解装置の省略と排水設備面積の縮小を行い、設備投資計画の低減を図り、更にケーキ含水率の低下を目的として高濃度液状タイプ凝集剤を排水、特に有機汚泥に製品濃度の状態で添加する処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明者等は鋭意検討した結果、以下に述べるような発明に達した。すなわち請求項１の発明は、油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水する場合、前記油中水型エマルジョンが（ａ）低分子量カチオン性水溶性高分子と（ｂ）高分子量アニオン性水溶性高分子との混合物からなることを特徴とする有機汚泥の脱水方法に関する。
【０００７】
請求項２の発明は、前記油中水型エマルジョンが、下記組成（Ａ）あるいは（Ｂ）の単量体混合物と水に非混和性の有機液体を低ＨＬＢ（親水性親油性バランス）界面活性剤を用い有機液体を連続相、水溶性単量体水溶液を分散相となるよう乳化し重合した後、高ＨＬＢ界面活性剤を添加して製造したものであることを特徴とする請求項１に記載の有機汚泥の脱水方法である。
（ａ）低分子量カチオン性水溶性高分子が、下記一般式（１）及び／又は（２）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ａ）を重合したもの。
（ｂ）高分子量アニオン性水溶性高分子が下記一般式（３）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ｂ）を重合したもの。
【化１】
2005177668.tif 000002
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化２】
2005177668.tif 000003
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす
【化３】
2005177668.tif 000004
一般式（３）
Ｒ８は水素、メチル基またはＣＨ２ＣＯＯＹ２、ＱはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、
ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素またはＣＯＯＹ３、Ｙ１、Ｙ２及びＹ３は水素または陽イオン
【０００８】
請求項３の発明は、前記油中水型エマルジョンが、下記組成（Ａ）あるいは（Ｂ）の単量体混合物と水に非混和性の有機液体を高ＨＬＢ（親水性親油性バランス）界面活性剤を用い有機液体を連続相、水溶性単量体水溶液を分散相となるよう乳化した後重合し製造したものであることを特徴とする請求項１に記載の有機汚泥の脱水方法である。
（Ａ）低分子量カチオン性水溶性高分子が、前記一般式（１）及び／又は（２）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ａ）を重合したもの。
（Ｂ）高分子量アニオン性水溶性高分子が前記一般式（３）で表わされる単量体を５〜１００モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体混合物（Ｂ）を重合したもの。
【０００９】
請求項４の発明は、前記低ＨＬＢ界面活性剤及び前記高ＨＬＢ界面活性剤が、それぞれ２〜８及び１１〜２０のＨＬＢを有することを特徴とする請求項２に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記低分子量カチオン性水溶性高分子と高分子量アニオン性水溶性高分子の分子量が、それぞれ１万〜１００万及び５００万〜２０００万であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【００１１】
請求項６の発明は、前記油中水型エマルジョンの２５℃における粘度が、５０〜３，０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明で使用する低分子量カチオン性水溶性高分子と高分子量アニオン性水溶性高分子との混合物からなる油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加すると、初めに低分子量カチオン性水溶性高分子微粒子が溶解し汚泥中に拡散していき、生物処理によって生成した水溶性のタンパク質や多糖類などアニオン性に帯電した物質を電気的に中和する。その後高分子量アニオン性水溶性高分子微粒子が、攪拌によって徐々に溶解していき汚泥懸濁粒子のカチオン性サイト、タンパク質や多糖類のイオンコンプレックスにアニオン性高分子が吸着して汚泥凝集反応を起こす。攪拌が進行していくにつれさらにアニオン性高分子粒子表面が溶解していき、一度凝集した汚泥フロックは攪拌によって細分化するが、後から溶解したアニオン性水溶性高分子と再凝集することにより更に密度の高い凝集フロックへと進化していく。その結果、これら高密度化した凝集フロックを脱水することによりケーキ脱水率の低下が起こると見られる。本発明の特徴は、これらの凝集機構を一液によって行なうことができる。本発明のもう一つの特長は、高濃度分散液状態において薬注されるため溶解設備を要せず、その結果汚泥脱水設備のスペースを節約できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で使用する油中水型高分子エマルジョンの製造方法としては、低分子量カチオン性あるいは両性高分子は、水溶性の非イオン性単量体、カチオン性単量体、あるいはアニオン性単量体などからなる単量体水溶液と、水と非混和性の炭化水素からなる油状物質、油中水型エマルジョンを形成するに有効な量と低ＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤を混合し、強攪拌し油中水型エマルジョンを形成させた後重合する。重合後、高ＨＬＢの界面活性剤を添加し水への溶解性を促進する処理をする。一方高分子量アニオン性高分子は、非イオン性単量体とアニオン性単量体などからなる単量体水溶液と、水と非混和性の炭化水素からなる油状物質、油中水型エマルジョンを形成するに有効な量と低ＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤を混合し、強攪拌し油中水型エマルジョンを形成させた後重合する。重合後、高ＨＬＢの界面活性剤を添加し水への溶解性を促進する処理をする。このようにして製造した二種の油中水型エマルジョンを混合する。
【００１４】
また単量体水溶液と、水と非混和性の炭化水素からなる油状物質を乳化する際、
高ＨＬＢ界面活性剤を使用すると重合後に水に馴染みやすくするための転相剤を添加する必用がない。
【００１５】
本発明でいう低ＨＬＢとは２〜８であり、高ＨＬＢとは１１〜２０である。低ＨＬＢ界面活性剤の具体例としては、アルキルエ−テル系、アルコールエ−テル系、アルキルエステル系などの非イオン性界面活性剤であり、すなわちソルビタントリオレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレートなどである。また高ＨＬＢ界面活性剤の具体例としては、カチオン性界面化成剤や非イオン性界面活性剤であり、ポリオキシエチレンアルキルエ−テル系、ポリオキシエチレンアルコールエ−テル系、ポリオキシエチレンアルキルエステル系などである。具体的には、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリオレート、ポリオキシエチレン（４）ソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレン（５）ソルビタンモノオレートなどである。これら界面活性剤の添加量としては、油中水型エマルジョン全量に対して０．５〜１０質量％であり、好ましくは１〜５質量％である。
【００１６】
また分散媒として使用する炭化水素からなる油状物質の例としては、パラフィン類あるいは灯油、軽油、中油などの鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範囲の沸点や粘度などの特性を有する炭化水素系合成油、あるいはこれらの混合物があげられる。含有量としては、油中水型エマルジョン全量に対して２０〜５０質量％であり、好ましくは２０〜３５質量％である。
【００１７】
本発明で使用する水溶性高分子からなる油中水型エマルジョンを製造する際使用するカチオン性単量体のうち一般式（１）で表されるものは以下ようなものである。すなわち（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、メチルジアリルアミンなどの重合体や共重合体が上げられ、四級アンモニウム基含重合体の例は、前記三級アミノ含有単量体の塩化メチルや塩化ベンジルによる四級化物である（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物などである。また、一般式（２）であらわされるものは、ジメチルジアリルアンモニウム系単量などがあり、その例としてジメチルジアリルアンモニウム塩化物、ジアリルメチルベンジルアンモニウム塩化物などである。
【００１８】
アニオン性単量体の例としては、一般式（３）で表されるものがあり、スルホン基でもカルボキシル基でもさしつかいなく、両方を併用しても良い。スルホン基含有単量体の例は、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸などである。またカルボキシル基含有単量体の例は、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸あるいはｐ−カルボキシスチレンなどである。
【００１９】
非イオン性単量体の例としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミドアクリロイルモルホリン、アクリロイルピペラジンなどがあげられる。
【００２０】
重合条件は通常、使用する単量体や共重合モル％によって適宜決めていき、温度としては０〜１００℃の範囲で行なう。特に油中水型エマルジョン重合法を適用する場合は、２０〜８０℃、好ましくは２０〜６０℃で行なう。重合開始はラジカル重合開始剤を使用する。これら開始剤は油溶性あるいは水溶性のどちらでも良く、アゾ系、過酸化物系、レドックス系いずれでも重合することが可能である。油溶性アゾ系開始剤の例としては、２、２’−アゾビスイソブチロニトリル、１、１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２、２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２、２’−アゾビス（２−メチルプロピオネ−ト）、４、４−アゾビス（４−メトキシ−２、４ジメチル）バレロニトリルなどがあげられ、水混溶性溶剤に溶解し添加する。
【００２１】
水溶性アゾ系開始剤の例としては、２、２’−アゾビス（アミジノプロパン）二塩化水素化物、２、２’−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩化水素化物、４、４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）などがあげられる。またレドックス系の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニウムと亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、トリメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミンなどとの組み合わせがあげられる。さらに過酸化物の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニウムあるいはカリウム、過酸化水素,ベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、オクタノイルペルオキサイド、サクシニックペルオキサイド、t-ブチルペルオキシ２−エチルヘキサノエ−トなどをあげることができる。
【００２２】
重合濃度は２０〜５０質量％であり、好ましくは２５〜４０質量％である。重合温度としては、０〜８０℃であり、好ましくは２０〜５０℃、最も好ましくは２０〜４０℃であり、単量体の組成、重合法、開始剤の選択によって適宜重合温度を設定する。
【００２３】
前記単量体を重合して得られる水溶性高分子の分子量は、低分子量カチオン性あるいは両性高分子は１０万〜２００万であり、好ましくは１０万〜１００万である。また高分子量アニオン性高分子の分子量は５００万〜２，０００万であり、好ましくは５００万〜１０００万である。
【００２４】
本発明の水溶性高分子を供給製品濃度の状態で有機汚泥に添加、混合、脱水する方法は、高粘性液体を攪拌するための特別な溶解装置及びその設置場所に関する設備投資計画を軽減するだけではなく、その作用機構として脱水ケーキ含水率が低下する可能性を有する。すなわち、従来の希釈水溶液を汚泥に添加すると高分子凝集剤は、攪拌によって速やかに汚泥に分散し、汚泥の凝集が起こる。凝集した汚泥フロックは、その後攪拌その他のせん断力によって破壊されていくだけであり、凝集フロックの再結合、より緻密なフロックの形成など凝集の高密度化という現象はない。従って添加した高分子凝集剤の分子量、化学組成、攪拌条件及び脱水機により脱水ケーキ含水率は決定されてしまう。
【００２５】
一方、本発明で使用する低分子量カチオン性水溶性高分子と高分子量アニオン性水溶性高分子との混合物からなる油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加すると、初めに低分子量カチオン性水溶性高分子微粒子が溶解し汚泥中に拡散していき、生物処理によって生成した水溶性のタンパク質や多糖類などアニオン性に帯電した物質を電気的に中和する。その後高分子量アニオン性水溶性高分子微粒子が、攪拌によって徐々に溶解していき汚泥懸濁粒子のカチオン性サイト、タンパク質や多糖類のイオンコンプレックスにアニオン性高分子が吸着して汚泥凝集反応を起こす。攪拌が進行していくにつれさらにアニオン性高分子粒子表面が溶解していき、一度凝集した汚泥フロックは攪拌によって細分化するが、後から溶解したアニオン性水溶性高分子と再凝集することにより更に密度の高い凝集フロックへと進化していく。その結果、これら高密度化した凝集フロックを脱水することによりケーキ脱水率の低下が起こると見られる。本発明の特徴は、これらの凝集機構を一液によって行なうことができる。
【００２６】
更に親水性界面活性剤により乳化、重合し転相剤を添加せずそのまま水に溶解する事ができる油中水型エマルジョンは、エマルジョン粒子の水への溶解速度は、転相剤を加えた油中水型エマルジョン粒子に較べ緩やかである。このような油中水型エマルジョンが汚泥に添加されるとまず低分子量カチオン性高分子が溶解し、アニオン性に帯電した物質を電気的に中和するが、溶解が穏やかなため凝集フロックが急速に成長せず電気的中和がより完全に起こる。その後、攪拌によって高分子量アニオン性高分子の粒子表面が溶解していき既に生成している細かなフロックを架橋吸着によって大きなフロックへと成長させる。一度凝集した汚泥フロックは、攪拌により壊れ細かくなるが後から溶解した水溶性高分子により再凝集し密度の高い凝集フロックへと再構築されていく。その結果、これら高密度化した凝集フロックを脱水することによりケーキ脱水率の低下が起こると見られる。
【００２７】
本発明のもう一つの特長は、高濃度分散液状態において薬注されるため溶解設備を要せず、その結果汚泥脱水設備のスペースを節約できることである。
【００２８】
本発明で使用する油中水型エマルジョンは、液粘性があまり高いと汚泥中に水溶性重合体微粒子が分散しにくくなり好ましくない。そのため液粘度は、数十〜数千ｍＰａ・ｓであるが、好ましくは５０〜１，０００ｍＰａ・ｓである。また微粒子を構成する低分子量カチオン性水溶性高分子の分子量としては、１万〜１００万であり、高分子量アニオン性水溶性高分子の分子量は、３００万〜２０００万であり、好ましくは５００万〜１０００万である。
【００２９】
二種類の水溶性高分子の混合比率は、単位質量当たりのイオン当量比が、（カチオン性あるいは両性水溶性高分子の単位質量当たりカチオン当量）／（アニオン性水溶性高分子の単位質量当たりのアニオン当量）＝５．０〜１．０が適当である。例えばアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物重合物とアクリル酸ナトリウム重合物をイオン当量比で５：１に混合する場合は、質量で１０：１に、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物／アクリルアミド＝５０：５０共重合物とアクリル酸ナトリウム／アクリルアミド＝３０：７０共重合物をイオン当量比で３：１に混合する場合は、質量で１：１にそれぞれ混合すればよいことになる。
【００３０】
適用排水としては、製紙排水、化学工業排水、食品工業排水など処理、これら排水の生物処理したときに発生する余剰汚泥、あるいは都市下水の生汚泥、混合生汚泥、余剰汚泥、消化汚泥などの有機汚泥である。
【００３１】
（合成例１）攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソパラフィン１３５ｇにポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリオレート１５．０ｇを仕込み溶解させた。別にアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物８０％水溶液２１１．８ｇ、アクリルアミド５０％水溶液３１．１ｇ、イソプロピルアルコール０．３８ｇ（対単量体０．２重量％）、イオン交換水１０２．４ｇを各々採取し、混合し完全に溶解させた。その後ｐＨを４．３５に調節し、油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて１０００ｒｐｍで１５分間攪拌乳化した。この時の単量体組成は、ＤＭＱ／ＡＡＭ＝８０／２０（モル％）である。
【００３２】
得られたエマルジョンを単量体溶液の温度を３０〜３３℃に保ち、窒素置換を３０分行った後、ジメチル−２，２−アゾビスイソブチレート（和光純薬製Ｖ−６０１）０．１４ｇ（対単量体０．０８質量％）を加え、重合反応を開始させた。反応温度を３２±２℃で１２時間重合させ反応を完結させた。これを脱水試験用試料として用い、試料−１とする。また、静的光散乱法による分子量測定器（大塚電子製ＤＬＳ−７０００）によって重量平均分子量を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
（合成例２〜４）攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソパラフィン１２６．０ｇおよびポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリオレート１２．０ｇを仕込み溶解させた。別に脱イオン水８０．０ｇ、アクリル酸の８０％水溶液１４．６ｇ（以下ＡＡＣと略記）、アクリルアミド５０％水溶液１３８．０ｇ混合し水酸化ナトリウムで８５当量％中和したの後、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物８０％水溶液１１５．５ｇを中和した溶液に添加した（単量体のモル比はＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝３０／１０／６０）。その後、油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて１０００ｒｐｍで６０分間攪拌乳化した。得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール１０％水溶液２．４ｇ（対単量体０．１５質量％）を加え、単量体溶液の温度を２５〜２８°Ｃに保ち、窒素置換を３０分行った後、過酸化水素の１０％水溶液２．３ｇ（体単量体０．１質量％）を加え、重合反応を開始させ、３時間反応させた後、６０℃に昇温しそのまま３０分間保ち、反応を完結させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テル１２．５ｇ（対液２．５質量％）を添加混合して試験に供する試料（試料−２）とした。また、静的光散乱法による分子量測定器（大塚電子製ＤＬＳ−７０００）によって重量平均分子量を測定した。更に合成例１あるいは２と同様な操作によりＤＭＱ／ＡＡＭ＝５０／５０（試料−３）、ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝６０／２０／２０（試料−４）からなるイオン性水溶性高分子を合成した。結果を表１に示す。
【００３４】
（合成例５）攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソパラフィン１２６．０ｇおよびソルビタンモノオレート１２．０ｇを仕込んだ。脱イオン水２１０．０ｇおよび８０％水溶液アクリル酸（ＡＡＣ）１７６．４ｇ、５０％水溶液アクリルアミド（ＡＡＭ）２７８．４ｇ、分子量２００のポリエチレングリコ−ル１７．６ｇ（対単量体２．２重量％）を添加した後、水酸化ナトリウムの３５％水溶液２２４．０ｇ（アクリル酸に対し当量）を液温が３０℃以上にならないよう冷却しながら加え中和した。単量体しこみ後のアクリルアミドとアクリル酸のモル比は５０：５０である。その後、ホモジナイザーにて１０００ｒｐｍで６０分間攪拌乳化した。得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール０．８４ｇ（対単量体０．０３重量％）を加え窒素置換の後、開始剤として２、２‘−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩化水素化物の１０％水溶液２．８ｇを加え、温度３３±１°Ｃに制御しながら重合反応を開始させ、５時後、前記開始剤を０．５６ｇ追加し、更に５時間反応を継続し重合を完結させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テル６．０ｇ（対液１．２重量％）を添加混合して試験に供する試料（試料−５）とした。また、静的光散乱法による分子量測定器（大塚電子製ＤＬＳ−７０００）によって重量平均分子量を測定した。結果を表１に示す。
（表１）
2005177668.tif 000005
ＤＭＱ：アクロルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ＡＡＣ：アクリル酸、ＡＡＭ：アクリルアミド、エマルジョン粘度；ｍＰａ・ｓ、分子量；万
【００３５】
合成例で得られた高分子量水溶性カチオン性あるいは両性高分子（Ｘ）と低分子量水溶性アニオン性高分子（Ｙ）とを混合し汚泥脱水用試料とした。組み合わせと混合比は表２の通りである。
（表２）
2005177668.tif 000006
混合比：質量比、エマルジョン粘度；ｍＰａ・ｓ
【実施例１】
【００３６】
下水消化汚泥（ｐＨ７．１６、ｓｓ分３５，０００ｍｇ／Ｌ）を用い、本発明の汚泥脱水方法を実施した。０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−Ａを製品濃度のまま分散液状態で１７４ｍＬ／ｈｒ供給した（対ｓｓ分０．３５質量％）。凝集させた汚泥のフロック径を観察しつつベルトプレス脱水機（起毛一枚濾布タイプ）に送り脱水した。その後ベルトプレス脱水機から排出される脱水ケーキの濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）。同様な操作により試料−Ｂ〜試料−Ｄに関しても実施した。結果を表３に示す。比較として各試料を０．３質量％に溶解した後、凝集混和槽から薬注した。すなわち０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−Ａの溶解液を２３．１Ｌ／ｈｒ添加した（対ｓｓ分０．３５質量％）。その後、実施例と同様にフロック径、濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した。同様に試料−Ｂ〜試料−Ｄに関しても実施し、結果を表３に示す。
（表３）
2005177668.tif 000007
フロック径：ｍｍ、ケーキ含水率：質量％、薬注量：対ｓｓ質量％
濾布剥離性：○＞△＞×の順に良いことを示す。
【実施例２】
【００３７】
都市下水混合生汚泥（ｐＨ６．３０、ｓｓ分４０，０００ｍｇ／Ｌ）を用い、
本発明の汚泥脱水方法を実施した。０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−Ａを製品濃度のまま分散液状態により３１２ｍＬ／ｈｒ供給した（対ｓｓ分０．５５質量％）。凝集させた汚泥のフロック径を観察しつつベルトプレス脱水機（起毛一枚濾布タイプ）に送り脱水した。その後ベルトプレス脱水機から排出される脱水ケーキの濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）。同様な操作により試料−Ｂ〜試料−Ｄに関しても実施した。結果を表３に示す。比較試験として同様な操作により試料−Ａ〜試料−Ｄに関して脱水試験を行なった。すなわち各試料を０．３質量％に溶解した後、凝集混和槽から薬注した。すなわち０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−Ａの溶解液を４１．５Ｌ／ｈｒ添加した（対ｓｓ分０．５５質量％）。その後、実施例と同様にフロック径、濾布剥離性及びケーキ含水率を測定し、結果を表４に示す。
（表４）
2005177668.tif 000008
フロック径：ｍｍ、ケーキ含水率：質量％、薬注量：対ｓｓ質量％
濾布剥離性：○＞△＞×の順に良いことを示す。